基于TPACK模型的《統計學》課程混合式教學改革研究

張會清 晉中信息學院

引言

隨著現代科技的發展和當今教育信息化的推進，高校教師信息化教學能力已成為提升新時代高等教育人才培養質量的關鍵因素。教師要充分認識到現代化信息技術的作用，并具備相應的教學理念和能力，在教學實踐中重視知識與技術、教學、方法三者之間的有機融合，即構建TPACK模型（Technological Pedagogical And Content Knowledge），這一概念最初是由美國學者科勒和米什拉正式應用，他們想要了解教師在學科、方法和技術這三方面的理解和應用程度，后面的學者在此基礎之上認識到了它對教學改革的作用。就現階段而言，TPACK模型在《統計學》混合式教學改革中的應用也備受關注，在為現有教學模式帶來創新可能性的同時，也為相關學校以及教師帶來一些新的難題和挑戰。統計學學科具有較強的實踐性，實驗教學在其中占有很大比重。但是根據我院當前的統計學教學實踐情況來看，部分教師的TPACK能力有限，在教學過程中錯誤認識和應用信息技術的現象時有發生，具體體現在兩方面：一是教師利用信息技術進行課堂知識的呈現，而沒有以此為基礎與學生構建互動，使整個課堂缺乏活躍性；二是部分教師認為信息技術的應用主要體現在 PPT這一層面，缺乏以信息技術為基礎的互聯網課程設計，如網上評價反饋、作業修改等。因此，基于TPACK模型的統計學課程混合式教學改革成為推動信息技術與教育整合的關鍵。

一、TPACK理論框架

TPACK這一概念最初是由 Pierson（2001）提出的，在他的研究中，深入分析了技術與教學之間的融合，并推動了TPACK的成型；而Lundeberg等（2003）以職業教師為主要研究對象，提出了技術知識與信念之間的關系，而美國學者科勒和米什拉（2005）在此基礎之上，將這一概念應用于其研究中，并以文字的方式解釋了這一概念的含義，即TPACK主要是指信息技術與學科知識教學的集體。從文字的層面來看，TPACK（Technological Pedagogical And Content Knowledge）可以拆分為TK（Technological Knowledge）、PK（Pedsgogical Knowledge）、CK（Content Cnowledge）這三個部分，但并非技術知識、教學知識和學科知識的簡單集合，而是三者的有機整合，教師要創造性的認識和理解三者，致力于在此基礎之上創造一種新的知識形式。與此同時，三者之間可以自由混合，在此基礎之上衍生出整合技術的學科內容知識（TCK）、整合技術的教學法知識（TPK）、學科教學知識（PCK）這三種教學模式。當前，很多學者針對TPACK進行了深入研究和解讀，尤其關注職前教師和中小學教師在這方面的發展，并借助一些專業的測量表進行了分析。根據研究結果顯示，大部分學者都認為TPACK發展的整合觀具有很強的借鑒價值，也有學者看到了其中的片面之處，對TPACK模型進行了優化和調整，針對研究中存在的問題，再次闡釋了學科、技術與方法有機融合的優勢。另外，也有部分高校教師（魏志慧，2021）針對TPACK未來的發展進行了深入研究和解析。但從整體層面來看，專門以統計學課程改革為基礎的TPACK模型研究理論成果比較少，相關文獻資料也比較少。

二、統計學教師TPACK現狀分析

考慮到TPACK高度情境性及學科的專屬性，本文以X學院統計學教學團隊16名教師為調研對象，通過調查問卷及訪談形式構建TPACK測試量表，并使用SPSS對數據進行了分析。

（一）調查對象統計

調查的16名教師均為統計學課程教師，其中，統計學教齡在3年以下有11人，占比69%，其余5人的教齡超過5年；統計學性別比例為男教師：女教師=3：13；統計學職稱方面中，講師：助教=13：3。

（二）調查問卷問題分析

“X學院統計學課程教師TPACK水平調查問卷”主要涉及兩個部分，分別是教師特征、TPACK水平，總共設計了32個題目，每個題目選項劃分為7個等級，分別為不具備相應能力水平、非常低水平、低級水平、中級偏下水平、中級偏上水平、比較高水平和高級水平，依次賦分1～7分，基本情況包括教師性別、職稱及教齡。TPACK水平通過7元素（即CK、PK、TK、PCK、TCK、TPK、TPACK）測量，運用SPSS所收集數據進行信效度檢驗，其中信度系數值為0.958，大于0.9，因而說明研究數據信度質量很高；KMO值為0.682，大于0.6，則說明研究數據比較適合提取信息。

（三）TPACK七維度測量結果

TPACK水平7元素包含CK、PK、TK、PCK、TCK、TPK、TPACK，具體解釋如表1所示。

表1 TPACK七元素含義解釋

（四）統計學教師TPACK各維度的現狀分析

根據收集的16位統計學教師相關數據，對TPACK七個維度的均值進行比較分析，統計結果如圖1所示。從圖1可以看出，統計學教師整體TPACK水平接近中等偏上水平，各項均值均大于4.5，其中均值最高的為CK，得分為6.4，這說明統計學團隊教師具有廣博而扎實的統計學專業知識，CK能力達到比較高的水平。均值由高到低排列順序為CK＞TK＞TCK＞PK＞PCK＞TPK＞TPACK，可以看出統計學教師的技術知識（PK）以及與技術知識相整合的技術學科知識（PCK）、技術教學知識（TPK）、技術學科教學知識（TPACK）都較低，其中，均值最低的是TPACK。

圖1 整體TPACK水平均值

三、統計學教師TPACK水平發展存在的問題

（一）統計學教師對TPACK認識不到位

學科知識、信息技術與教學方法深度融合不夠是教育信息化 2.0 階段需要解決的主要問題。但統計學老師對TPACK認識還停留在了解階段，沒有意識到CK、TK、PK是教師知識結構中的核心要素，是教師必備的基礎知識，具有舉足輕重的作用，并且TPACK概念不是三要素的簡單疊加，而是三者相互作用所形成的一種新的知識。與此同時，還有部分統計學教師的教學思想和觀念更為落后，并沒有將TPACK模型思想應用于教學實踐當中，也沒有對教學改革予以正確的認識和理解，這種思想觀念的滯后發展在一定程度上阻礙了教師的專業科學的發展，也會因此限制課堂質量和效率，學生的學業發展自然也會受到影響。例如現有部分教師仍然將教師的“講”作為課堂的重點而忽視了學生的“學”，這與新課程標準要求的“以學生為中心”的理念不符，當然也與現實中學生的學習和發展規律相悖，嚴重影響的教學效果。另外，根據以上的分析來看，TPACK的水平均值是4.5分，而 CK 的均值是 6.4分，在整體 TPACK 中的排名分別為倒數第 1 名和第1名，TCK、PCK的值也明顯低于CK，由此可見，大部分統計學教師的學科知識基礎比較扎實，但與教學方法、信息技術之間的融合度比較低，這在很大程度上反映了統計學教師在教學過程中的機械化、單一性，教師掌握的理論知識并不意味著其具備豐富的教學經驗和高超的教學方法，并不能切實提升課堂質量和課堂效率，這種傳統的教學思想和教學觀念應當引起相關學校以及教師的高度重視，并基于現階段的問題進行針對性改進，尤其是要正確認識TPACK模型對現代化課堂的重要作用和價值，并將其應用于教學改革實踐中。

（二）統計學教師的TPACK結構不均衡

首先，從圖1可以明顯看出TK遠大于PK，這可能源于調查對象約69%的教師教齡小于3年，剛走出校門的研究生思維活躍，對現代化信息技術的認識也比較深刻，具有很強的信息技術應用能力；而且，統計學教學團隊教師90%以上是非師范畢業生，我國非師范院校研究生培養模式更多的是專業學習，很少涉及教育學方面的學習，所以研究生沒有系統學習教師教育課程的經歷，缺乏教育學、心理學等方面的基礎，教學經驗也相對匱乏，這也是PK低的主要原因。雖然院校組織了崗前培訓，但由于培訓內容簡單，時間比較短，培訓過程偏重理論講解，缺少實際課堂教學指導，所以培訓結束后，青年教師對課堂教學的認知仍然較為膚淺，教學方法有待提高。在開展實際課堂教學時，有的青年教師不能預料到學生學習的困難，課堂講解缺少針對性；有的青年教師上課缺乏教學技巧，無法順利地將自己掌握的學科知識轉化為學生能夠理解的知識，出現自己很懂卻講不清楚的情況，缺乏教學策略。究其根本，主要原因在于很多教師的教學經驗比較匱乏，無論是在學校的專業培訓，還是在職后的崗位培訓，都在很大程度上強調教師要有扎實的學科知識，致力于為學生解決各種疑難問題。而在教學實踐中，符合學生發展特點和發展規律的教學方法才能真正將學生的注意力引入課堂當中，學生在理解和掌握了部分理論知識之后，才會由此產生一些疑問，這時在為其提供針對性的指導和建議之后，學生的成績和能力才會有針對性的提升和發展。其次，統計學教師TCK發展較為明顯，僅僅略低于CK，這說明大部分老師在使用多媒體、制作教學視頻表征教學內容方面能力較強。

（三）學院信息技術支撐有待提高

技術應用驅動教學已經司空見慣，適用于教學場景的軟硬件也如雨后春筍，如教育云平臺、電子白板等，功能豐富，既支持學生課前預習課后復習，也支持線上線各種教學活動和學習活動。統計學教學主要以傳統的黑板和PPT展示為主，課堂的交互式教學受到局限，PPT只能按事先設計好的順序呈現，課堂上繪制圖形也比較機械化，很難根據課堂情況靈活調整，而交互式的電子白板彌補了這些缺點。大數據技術的發展不僅給統計學教學帶來挑戰，同時也帶來機遇，但目前學院還沒有建立大數據實驗室。根據現階段的研究和調查顯示，部分學校在信息技術方面的發展僅限于多媒體、投影儀等基礎性設備，或設計了有限的互動多媒體教室，即常規的統計學課堂只能沿用傳統的PPT教學模式，有限的互動多媒體教室需要提前申請和排隊，很難與每個班級的課堂進度一致，很多教師為了避免麻煩而不去申請。因此，要切實提升信息技術在統計學課堂中的應用，必須要解決的一個問題就是要提高學校對信息技術的支撐力度，建設基礎的信息技術設施設備是關鍵；同時，也不能忽視對教師專業能力和信息技術應用能力的培訓，并構建相應制度來規范和約束教師，致力于全方位、多層次提升統計學課堂中的信息技術應用效率。

四、促進統計學教師TPACK 水平發展策略

（一）教師要與時俱進、終身學習、更新自己教育理念

教師的TPACK水平具有很強的實踐性和個體性，在信息技術與教育教學深度融合的訴求下，教師的專業發展將真正伴隨于終身學習的過程。教師TPACK水平的提升也是在教師對其認知、接收、適應、探索和升華的過程中實現的。首先，教師只有加強對新的教育理念的認知，才會主動將其融入自己日常的教學活動中。其次，統計學教學團隊教師要形成教師同儕互助的機制，同儕的相互學習和觀察可以讓教師發現更多自己不曾發現的問題，也能在課后討論和交流中得到更多反饋。最后，學校要為教師提供多元化的培訓機會，可以邀請一些行業內的優秀者、專家等到學校分享經驗，或組織多個學校的工作討論會，讓本校統計學教師有更多機會接觸更多優秀的專家和教師，可以不斷拓展教師的知識和教學經驗，教師也要在討論會之后自己總結和反思，并根據當前班級的整體情況，進行教學方法和教學策略的優化和調整，致力于呈現更為高效的統計學課堂，為學生的成績提升和綜合能力發展奠定堅實基礎。

（二）教師需優化自己的知識結構，促其均衡發展

在統計學教學實踐中，大部分教師擁有扎實的學科理論知識，但如何利用現代化信息技術、高效的教學方法來呈現這些學科理論知識值得每一位統計學教師的深思，這不僅是現階段統計學教學的一大難點，更是促進教師知識結構均衡發展的關鍵。TPACK水平是信息時代教師必備的專業核心技能，他不是由單一元素構成，而是CK、TK、PK三個核心元素的有機結合體。值得注意的是，TPACK不是三者的簡單相加，而是三者有機結合、深度整合。任何一方面能力的不足都會影響統計學教師的TPACK水平，阻礙其教學專業能力的提升。因此，TPACK理論要求教師全面發展，不僅有淵博的學科知識，還要掌握先進的教學方法，同時提高自己信息化教學能力。

（三）學院要搭建信息化教學平臺

作為一個多媒體的信息展示與交互的平臺，電子白板兼具了傳統黑板所缺乏的多媒體展示效果，以及普通投影所不具備的互動體驗。在教學情境中，電子白板可用于向全班學生展示各種形式的文本，并實時地進行編輯、標記、注釋，以及一些基于屏幕的互動，有助于講解文本類信息。另外，統計學學科中包含了一些模型知識，黑板板書、PPT教學等模式無法為學生呈現這些模型的來龍去脈，口述的理論知識或直接的結果呈現很容易讓學生知其然而不知其所以然，這一教學方式無疑會大大降低學生對知識的理解和掌握效果，當下理解的知識并不能應用于解題或解決實際問題當中，而數據實驗室能有效解決這一問題，相關學院應當對此予以高度重視，基于現實情況規劃數據實驗室的結構和數量。除此之外，在構建TPACK模型的過程中，最為關鍵的兩個元素分別是信息化硬件設備和教學軟件設施，即擁有完整硬件和軟件的教學環境是基于TPACK模型下教學改革的基本前提，相關學校或教育管理部門應當基于這一情況進行信息化教學平臺的設計和打造，除了前面提到的交互式教學設備、數據實驗室之外，也可提供云端課程、微課教學等教學模式需要的設備和資源，這樣可以大幅度增加教學的輻射面和覆蓋面，使優秀教學資源實現價值最大化，同時也能讓混合式教學改革的意義最大化。當然，教學信息化平臺的規劃和設計也不可一蹴而就，而是需要進行系統性、長遠性的規劃和考量，相關學校以及管理部門要將其正式納入計劃，以切實提升統計學教學質量和效率。

結語

本文基于統計學課程，基于X學院統計學課程教師TPACK水平調查問卷分析統計學教師TPACK水平現狀，分析傳統統計學課程中存在的問題，應用TPACK理論基礎對統計學課程進行混合式教學改革策略研究，將統計學學科知識、合適的統計學教學方法、信息技術有效整合到統計學教學實踐中。